スチーム配管のサイズ選定
ゲージ圧と蒸気量を入力すると、流速または圧力損失基準で配管呼び径を推奨します。計算の前提と出典は下にすべて記載しています。
検証: 公開資料との比較
同じ入力を Spirax Sarco・TLV・国内の実務例に当てはめた値と、この計算機の結果を並べて比較します。粗度の取り方の違いで圧力損失は数 % 程度ずれることがあります。
| 項目 | 公開資料の値 | 計算機の値 | 根拠 |
|---|---|---|---|
| T4 | |||
| V (150A, 6,989 kg/h) | 25.000 m/s | 24.993 m/s | Spirax Sarco, Pipes and Pipe Sizing 표 10.2.4 (ASME Sch40 기준) |
| T5 | |||
| 필요 안지름 | 130.3 mm | 130.3 mm | Spirax Sarco, Pipes and Pipe Sizing 예제 10.2.4 |
| asme40 150A 유속 | 17.880 m/s | 17.880 m/s | Spirax Sarco, Pipes and Pipe Sizing 예제 10.2.4 |
| T6a | |||
| 유속 | 17.880 m/s | 17.880 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| 100 m 손실 (우리는 거칠기 0.046 mm 로 TLV 보다 약 2 % 낮음) | 0.0699 bar | 0.0685 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6b | |||
| 유속 (150A) | 18.610 m/s | 18.610 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| 100 m 손실 | 0.0774 bar | 0.0758 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6c | |||
| 유속 (65A) | 24.531 m/s | 24.531 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| 100 m 손실 | 0.2686 bar | 0.2625 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6d | |||
| 유속 (100A) | 21.286 m/s | 21.286 m/s | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 (90A 제외 확인) |
| 100 m 손실 | 0.1248 bar | 0.1221 bar | TLV 계산기 (유속법), 2026-10-26 직접 실행 (90A 제외 확인) |
| T6e | |||
| 유속 (40A, 1-1/2") | 23.308 m/s | 23.309 m/s | TLV 계산기 (유속법, IP 입력), 2026-10-26 직접 실행 |
| T6f | |||
| 유속 (80A, 3") | 43.006 m/s | 43.006 m/s | TLV 계산기 (압력손실법, IP 입력), 2026-10-26 직접 실행 |
| T7 | |||
| 필요 안지름 | 39.710 mm | 39.710 mm | Spirax Sarco 예제 10.2.2 (압력손실 기준), TLV [3] |
| stpg40 40A 유속 | 13.499 m/s | 13.499 m/s | Spirax Sarco 예제 10.2.2 (압력손실 기준), TLV [3] |
| stpg40 40A 165 m 손실 | 0.3312 bar | 0.3312 bar | Spirax Sarco 예제 10.2.2 (압력손실 기준), TLV [3] |
| T8 | |||
| 유속 (65A, 2-1/2", ASHRAE 「약 13,000 fpm」) | 13,000.0 ft/min | 13,072.0 ft/min | ASHRAE 1997 Fundamentals 증기 배관 예제 (Armstrong Steam Conservation Guidelines CG-25 재수록) |
| T9 | |||
| 필요 안지름 | 81.310 mm | 81.308 mm | 국내 실무 블로그 예제 (참고용, [10]) |
| stpg40 100A 유속 | 15.793 m/s | 15.793 m/s | 국내 실무 블로그 예제 (참고용, [10]) |
計算の根拠
乾き飽和蒸気（ドライネス x = 1）を前提とします。飽和物性は IAPWS-IF97 蒸気表を補間し、流速・圧力損失はダクト・配管計算機と同じ Darcy-Weisbach + Colebrook 式を使います。
| 項目 | 式 | 備考 |
|---|---|---|
| 絶対圧 | p_abs = p_g + 101.325 kPa | 標準大気圧 101.325 kPa を加算 |
| 飽和物性 | T_sat, v_f, v_g, h_f, h_g = f(p_abs) | ln(p) 4点 Lagrange 補間 |
| 質量流量 | ṁ = q, 또는 ṁ = 3600 · Q(kW) / h_fg | 熱量入力 (kW, MBH) は潜熱 h_fg で除算 |
| 体積流量 | Q = ṁ · v_g | 質量流量 × 比体積 v_g |
| 流速基準の内径 | D = √(4Q / (πV)) | 設計流速から直接算出 |
| 圧力損失基準の内径 | R(D) = R_target | log D 二分法で R(D) = 目標値を解く（配管計算機と同じ方法） |
| レイノルズ数・摩擦係数 | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f) ) | Colebrook 式（ダクト・配管計算機と同じソルバ） |
管の規格表
管種を選ぶと呼び径ごとの外径・肉厚・内径を表示します。
STPG Sch40 (KS D 3562 / JIS G3454)
KS D 3562 / JIS G 3454 圧力配管用炭素鋼管 Sch40。本計算機の既定値です。
| 呼び径 | 外径 mm | 厚さ mm | 内径 mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.9 | 21.4 |
| 25A | 34.0 | 3.4 | 27.2 |
| 32A | 42.7 | 3.6 | 35.5 |
| 40A | 48.6 | 3.7 | 41.2 |
| 50A | 60.5 | 3.9 | 52.7 |
| 65A | 76.3 | 5.2 | 65.9 |
| 80A | 89.1 | 5.5 | 78.1 |
| 100A | 114.3 | 6.0 | 102.3 |
| 125A | 139.8 | 6.6 | 126.6 |
| 150A | 165.2 | 7.1 | 151.0 |
| 200A | 216.3 | 8.2 | 199.9 |
| 250A | 267.4 | 9.3 | 248.8 |
| 300A | 318.5 | 10.3 | 297.9 |
SGP (KS D 3507 / JIS G3452)
KS D 3507 / JIS G 3452 配管用炭素鋼管 (SPP/SGP)。使用圧力 1 MPa 未満のみ (KDS 31 25 25:2021)。
| 呼び径 | 外径 mm | 厚さ mm | 内径 mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
ASME B36.10M Sch40
ASME B36.10M Sch40（インチ規格）。
| 呼び径 | 外径 mm | 厚さ mm | 内径 mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 21.34 | 2.77 | 15.8 |
| 20A (3/4) | 26.67 | 2.87 | 20.93 |
| 25A (1) | 33.4 | 3.38 | 26.65 |
| 32A (1-1/4) | 42.16 | 3.56 | 35.05 |
| 40A (1-1/2) | 48.26 | 3.68 | 40.89 |
| 50A (2) | 60.33 | 3.91 | 52.5 |
| 65A (2-1/2) | 73.03 | 5.16 | 62.71 |
| 80A (3) | 88.9 | 5.49 | 77.93 |
| 100A (4) | 114.3 | 6.02 | 102.26 |
| 125A (5) | 141.3 | 6.55 | 128.19 |
| 150A (6) | 168.28 | 7.11 | 154.05 |
| 200A (8) | 219.08 | 8.18 | 202.72 |
| 250A (10) | 273.05 | 9.27 | 254.51 |
| 300A (12) | 323.85 | 10.31 | 303.23 |
配管粗度 ε
Moody (1944) の摩擦係数線図に載っている材質の値を mm に換算したものです。同じ材質でも、使用年数や水質で大きくなるため、別の値は「手入力」で入力してください。
| 材質 | ε (mm) | Moody の元の値 |
|---|---|---|
| 市販の鋼管 | 0.046 | 0.00015 ft |
| 亜鉛めっき鋼管 | 0.15 | 0.0005 ft |
| 引抜管（銅管・黄銅管） | 0.0015 | 0.000005 ft |
飽和蒸気表 (IAPWS-IF97)
計算機が補間に使う表そのものです (iapws 1.5.5 で算出, CoolProp IF97 と 15 桁一致)。
| 圧力（絶対） kPa | 飽和温度 °C | 比体積 v_g m³/kg | 潜熱 h_fg kJ/kg |
|---|---|---|---|
| 10.0 | 45.8 | 14.67 | 2,392.1 |
| 15.0 | 54.0 | 10.02 | 2,372.4 |
| 20.0 | 60.1 | 7.648 | 2,357.5 |
| 30.0 | 69.1 | 5.229 | 2,335.3 |
| 40.0 | 75.9 | 3.993 | 2,318.5 |
| 50.0 | 81.3 | 3.240 | 2,304.7 |
| 70.0 | 89.9 | 2.365 | 2,282.7 |
| 101 | 100.0 | 1.673 | 2,256.5 |
| 150 | 111.4 | 1.159 | 2,226.0 |
| 200 | 120.2 | 0.8857 | 2,201.6 |
| 250 | 127.4 | 0.7187 | 2,181.2 |
| 300 | 133.5 | 0.6058 | 2,163.4 |
| 400 | 143.6 | 0.4624 | 2,133.3 |
| 500 | 151.8 | 0.3748 | 2,107.9 |
| 600 | 158.8 | 0.3156 | 2,085.6 |
| 700 | 165.0 | 0.2728 | 2,065.6 |
| 800 | 170.4 | 0.2403 | 2,047.3 |
| 1,000 | 179.9 | 0.1943 | 2,014.4 |
| 1,200 | 188.0 | 0.1633 | 1,985.3 |
| 1,400 | 195.0 | 0.1408 | 1,958.8 |
| 1,600 | 201.4 | 0.1237 | 1,934.3 |
| 2,000 | 212.4 | 0.0996 | 1,889.8 |
| 2,500 | 224.0 | 0.0799 | 1,840.1 |
| 3,000 | 233.9 | 0.0667 | 1,794.9 |
| 3,500 | 242.6 | 0.0571 | 1,753.0 |
| 4,000 | 250.4 | 0.0498 | 1,713.5 |
| 4,500 | 257.4 | 0.0441 | 1,675.9 |
| 5,000 | 263.9 | 0.0394 | 1,639.7 |
推奨流速・圧力損失
飽和蒸気は 25 m/s、過熱蒸気は 35~40 m/s が Spirax Sarco・TLV などで広く使われる実務基準です。圧力損失基準では 100 m あたり 0.1~0.2 bar（10~20 kPa）がよく使われます。
実用上限は約 40 m/s で、これを超えると騒音・侵食のリスクが増します。50 m より長い配管では、流速基準で選んだ後でも圧力損失基準で再確認するのが望ましいです。
KDS 31 25 25:2021 により、総圧力損失は初期ゲージ圧の 1/3 を超えてはなりません。Crane TP-410 により、損失が絶対圧の約 10 % を超えると、単一点（非圧縮性）Darcy-Weisbach の仮定の精度が落ちるため、区間を分割して再計算してください。
出典
- Spirax Sarco, Steam Engineering Tutorials, "Pipes and Pipe Sizing"
- TLV, Steam Line Sizing Calculator
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), chapter "Steam Systems"
- Crane Co., Technical Paper No. 410, "Flow of Fluids"
- 国土交通省, KDS 31 25 25:2021 「配管設備」
- IAPWS-IF97（国際水蒸気特性協会）, iapws パッケージ (1.5.5) で算出
よくある質問
湿り蒸気・過熱蒸気もこの計算機で計算できますか？
いいえ。乾き飽和蒸気（ドライネス x = 1）のみです。湿り蒸気は比体積が小さく、過熱蒸気は大きいため、必要内径は変わります。
Spirax Sarco・TLV の値と少し違うのはなぜですか？
配管粗度、管表寸法の丸め、補間方法の違いで圧力損失は数 % 程度ずれることがあります。粗度に依存しない流速・必要内径は多くの場合小数点以下まで一致します。下の「検証」表で直接比較できます。
SGP（白管）はいつ使ってはいけませんか？
KDS 31 25 25:2021 では使用圧力が 1 MPa (10 kgf/cm², 約 145 psi) 以上になると SGP (SPP) は使えません。この圧力以上では STPG などの圧力配管用鋼管を選んでください。
最終更新 2026-10-26。